某地下車(chē)庫(kù)超載堆土檢測(cè)及處理措施

戴丹丹，許發(fā)俊，宋宏達(dá)

（甘肅土木工程科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730020）

0 引言

該地下車(chē)庫(kù)施工單位在實(shí)際施工過(guò)程中，由于施工現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)管理存在紕漏，導(dǎo)致車(chē)庫(kù)頂板超載堆土，盡管堆土?xí)r間短暫，但仍對(duì)部分受力構(gòu)件造成損傷，為確定受力構(gòu)件實(shí)際受損程度，對(duì)堆土區(qū)域內(nèi)構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)相應(yīng)構(gòu)件提出處理措施，為類似地下車(chē)庫(kù)工程施工起到提醒警示作用。

1 工程概況

蘭州市某住宅小區(qū)地上建筑物共 10 棟主樓，主樓 17 層，全部為住宅建筑，地下 1 層為小區(qū)配套地下車(chē)庫(kù)。地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，建筑使用年限為 50 年，抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，設(shè)計(jì)地震峰值加速度值為 0.15g，框架抗震等級(jí)為三級(jí)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，基礎(chǔ)形式為柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為碎石層。車(chē)庫(kù)層高 4.0 m，主要柱網(wǎng)尺寸 8.1 m×8.1 m、8.1 m×6.6 m、8.1 m×7.5 m。車(chē)庫(kù)框架柱、框架梁、現(xiàn)澆板混凝土強(qiáng)度等級(jí)均采用 C35。受力鋼筋牌號(hào)采用HRB 400，框架柱截面采用 600 mm×600 mm，框架梁截面采用 450 mm×900 mm，板厚 300 mm。該地下車(chē)庫(kù)施工單位在施工過(guò)程中，在該車(chē)庫(kù)局部位置進(jìn)行超載堆土（X向 3 跨，Y向 2 跨），原設(shè)計(jì)車(chē)庫(kù)頂板覆土厚度為2.1 m，實(shí)際堆土厚度為 4.2 m，堆土 1 d 后轉(zhuǎn)移覆土，后發(fā)現(xiàn)超載堆土區(qū)域內(nèi)混凝土框架梁跨中出現(xiàn)受力裂縫，框架柱、現(xiàn)澆板未發(fā)現(xiàn)裂縫。

2 結(jié)構(gòu)檢測(cè)

對(duì)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)堆土區(qū)域內(nèi)構(gòu)件調(diào)查，框架柱、現(xiàn)澆板未發(fā)現(xiàn)存在變形、開(kāi)裂等現(xiàn)象，僅在框架梁跨中部位發(fā)現(xiàn)裂縫，考慮超載堆土已轉(zhuǎn)移，構(gòu)件已恢復(fù)正常受荷情況。本次結(jié)構(gòu)檢測(cè)主要針對(duì)存在受損的框架梁構(gòu)件。

2.1 框架梁混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

構(gòu)件混凝土強(qiáng)度是影響構(gòu)件受力承載的主要因素?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，對(duì)超載堆土區(qū)域內(nèi)框架梁混凝土強(qiáng)度采用資料調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)回彈法檢測(cè)。

1）對(duì)施工單位的施工記錄、同條件試塊和標(biāo)養(yǎng)試塊強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告、結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行調(diào)查，超載堆土區(qū)域內(nèi)混凝土構(gòu)件強(qiáng)度滿足要求。

2）對(duì)超載堆土區(qū)域內(nèi)框架梁混凝土強(qiáng)度采用回彈法檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表 1 所示，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，框架梁混凝土強(qiáng)度推定結(jié)果滿足設(shè)計(jì) C35 要求。

表1 框架梁混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

2.2 受力鋼筋檢測(cè)

構(gòu)件受力鋼筋同樣是影響構(gòu)件受力承載的主要因素。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，對(duì)超載堆土區(qū)域內(nèi)構(gòu)件受力鋼筋采用資料調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)鋼筋探測(cè)檢測(cè)。

1）對(duì)施工單位的施工記錄、鋼筋材質(zhì)證明、合格書(shū)、鋼筋復(fù)試報(bào)告進(jìn)行調(diào)查，超載堆土區(qū)域內(nèi)混凝土構(gòu)件鋼筋材質(zhì)均滿足要求。

（7/7），經(jīng)采用鋼筋探測(cè)儀檢測(cè)，梁底受力鋼筋根數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。原設(shè)計(jì)現(xiàn)澆板板底鋼筋 18@150，經(jīng)采用鋼筋探測(cè)儀檢測(cè)，板底鋼筋間距滿足設(shè)計(jì)要求。

3）對(duì)超載堆土區(qū)域內(nèi)框架梁、現(xiàn)澆板鋼筋保護(hù)層厚度探測(cè)檢測(cè)?？蚣芰轰摻畋Ｗo(hù)層厚度共檢測(cè) 63 個(gè)點(diǎn)，其中 58 個(gè)點(diǎn)鋼筋保護(hù)層厚度符合 GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》［1］附錄 E 梁類構(gòu)件允許偏差 +10 mm，-7 mm 的要求，鋼筋保護(hù)層厚度合格點(diǎn)數(shù)占抽檢總數(shù)的 92.1 %，其中不合格點(diǎn)的最大偏差不大于附錄 E.0.4 條規(guī)定允許偏差的 1.5 倍?，F(xiàn)澆板鋼筋保護(hù)層厚度滿足 GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》附錄 E 板類構(gòu)件允許偏差 +8 mm，-5 mm 的要求，鋼筋保護(hù)層厚度合格點(diǎn)數(shù)占抽檢總數(shù)的 91.6 %，其中不合格點(diǎn)的最大偏差均不大于附錄 E.0.4 條規(guī)定允許偏差的 1.5 倍。

2.3 截面尺寸復(fù)核檢測(cè)

對(duì)超載堆土區(qū)域內(nèi)框架梁截面尺寸檢測(cè)，采用鋼尺檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表 2 所示，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，截面尺寸符合 GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》第 8.3 條中表 8.3.2 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)位置和尺寸允許偏差中截面尺寸允許偏差 +10 mm，-5 mm 的要求。

表2 框架梁截面尺寸檢測(cè)結(jié)果 mm

2.4 撓度檢測(cè)

對(duì)超載堆土區(qū)域內(nèi)框架梁和現(xiàn)澆板撓度檢測(cè)，采用全站儀檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表 3 所示，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，3 根框架梁撓度實(shí)測(cè)值不滿足受彎構(gòu)件的撓度限值 l0/250 的要求?，F(xiàn)澆板撓度實(shí)測(cè)值均滿足撓度限值的要求。

表3 撓度檢測(cè)結(jié)果

2.5 裂縫檢測(cè)

對(duì)超載堆土區(qū)域內(nèi)框架梁和現(xiàn)澆板裂縫檢測(cè)，裂縫調(diào)查如表 4 所示，裂縫形態(tài)如圖 1 所示，7 根框架梁存在裂縫，裂縫出現(xiàn)在跨中位置，梁底及梁側(cè)面均存在，環(huán)繞一圈，裂縫寬度在 0.2～1.0 mm，由裂縫出現(xiàn)的位置和裂縫形態(tài)，裂縫主要是由于堆土超載后出現(xiàn)的受力裂縫?，F(xiàn)澆板未發(fā)現(xiàn)裂縫。

圖1 梁跨中裂縫

表4 裂縫調(diào)查結(jié)果

3 超載復(fù)核

3.1 受彎承載力復(fù)核

框架梁跨中正截面受彎承載力復(fù)核，在堆土荷載作用下，計(jì)算混凝土梁能承受的最大彎矩值?？紤]現(xiàn)澆樓板對(duì)梁承載力影響，梁截面考慮樓板翼緣作用，按 T 形截面進(jìn)行承載力復(fù)核，受壓區(qū)有效翼緣計(jì)算寬度取2 700 mm，受壓區(qū)翼緣厚度取 300 mm，梁所能承載的最大彎矩M=2 469.2kN·m。由最大承載彎矩值，按兩等跨連續(xù)梁跨中彎矩靜力系數(shù)，考慮實(shí)際梁端固結(jié)效應(yīng)，跨中彎矩靜力系數(shù)按最不利 0.070 計(jì)算，覆土容重按 18 kN/m3考慮，混凝土梁最大承載覆土厚度為 3.7 m，實(shí)際堆土高度超過(guò)最大承載堆土高度，超載 14 %。

3.2 撓度計(jì)算復(fù)核

3.3 裂縫計(jì)算復(fù)核

框架梁裂縫計(jì)算復(fù)核，在堆土荷載作用下，梁所能承載的最大彎矩M=2 469.2 kN·m，經(jīng)計(jì)算混凝土梁受彎構(gòu)件的裂縫值為 0.377 mm，不滿足規(guī)范允許值0.30 mm 的要求，超允許值 25.7 %。

4 評(píng)定結(jié)果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)和超載計(jì)算復(fù)核，地下車(chē)庫(kù)在超載堆土前，結(jié)構(gòu)性能滿足設(shè)計(jì)要求，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求并能正常發(fā)揮其使用功能。超載堆土后，堆土荷載較原設(shè)計(jì)覆土高度超 2 倍多且堆土?xí)r間短，同時(shí)原結(jié)構(gòu)地下車(chē)庫(kù)頂板考慮消防車(chē)荷載，雖然超載堆土對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，個(gè)別框架梁表現(xiàn)出開(kāi)裂、變形，但并未在超載堆土?xí)r發(fā)生安全事故。卸載至原設(shè)計(jì)堆土高度后，其承載能力尚能滿足規(guī)范要求，鑒于該區(qū)域內(nèi)曾出現(xiàn)過(guò)超載，建議對(duì)超載區(qū)域內(nèi)梁采取加固處理措施。

5 處理措施

對(duì)超載堆土區(qū)域內(nèi)框架梁裂縫和受彎承載力進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。首先對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理，待裂縫修補(bǔ)完成后再對(duì)受彎承載力進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

5.1 裂縫修補(bǔ)

根據(jù)結(jié)構(gòu)承載情況，超載堆土區(qū)域內(nèi)框架梁裂縫主要是堆土超載后出現(xiàn)的受力裂縫，堆土荷載現(xiàn)已卸載，對(duì)框架梁裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理。對(duì)寬度≥0.2 mm 的裂縫采用壓力注漿處理，以較高壓力將修補(bǔ)裂縫用的注漿料壓入裂縫腔內(nèi)。對(duì)寬度＜0.2 mm 的裂縫采用表面封閉法，利用混凝土表層微細(xì)獨(dú)立裂縫的毛細(xì)作用吸收低黏度且具有良好滲透性的修補(bǔ)膠液，封閉裂縫通道。裂縫修補(bǔ)材料可采用改性環(huán)氧樹(shù)脂類、改性丙烯酸酯類、改性聚氨酯類等，包括配套的打底膠、修補(bǔ)膠和聚合物注漿料等的合成樹(shù)脂類材料。

5.2 承載力補(bǔ)強(qiáng)處理

框架梁在超載堆土?xí)r承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，堆土荷載卸載后，框架梁又處在正常工作荷載情況下，但超載對(duì)框架梁已產(chǎn)生影響，為確保后期使用安全，對(duì)框架梁梁底采用粘貼碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固處理。由梁實(shí)際承載的最大彎矩，依據(jù) GB 50367－2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》［2］10.2 節(jié)，考慮二次受力影響，按構(gòu)件加固前的初始受力情況，確定纖維復(fù)合材的滯后應(yīng)變，計(jì)算梁底粘貼碳纖維加固設(shè)計(jì)如圖 2 所示［3，4］。

圖2 碳纖維加固節(jié)點(diǎn)

6 結(jié)語(yǔ)

1）通過(guò)對(duì)地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)檢測(cè)，為超載復(fù)核驗(yàn)算提供依據(jù)。在超載荷載作用下復(fù)核計(jì)算結(jié)果與梁實(shí)際變形開(kāi)裂檢測(cè)情況相符，進(jìn)一步驗(yàn)證在超載堆土荷載下對(duì)梁產(chǎn)生的超載影響。

2）由結(jié)構(gòu)檢測(cè)和復(fù)核計(jì)算對(duì)梁實(shí)際受到的影響，考慮處理措施的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)受損梁提出合理的處理措施。

3）通過(guò)對(duì)梁裂縫的封閉處理措施，使梁能夠滿足正常使用極限狀態(tài)下的要求。對(duì)梁承載的補(bǔ)強(qiáng)處理措施，使梁能夠正常發(fā)揮其承載作用，滿足要求。

4）本文通過(guò)對(duì)超載堆土的影響的實(shí)際檢測(cè)和復(fù)核，提供有利案例，進(jìn)一步警示施工單位在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制施工荷載，避免不必要的施工超載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷，造成檢測(cè)加固等后期不必要的施工費(fèi)用和施工工期的耽擱。Q